seccomp(2) - wariua/manpages-ko GitHub Wiki

seccomp - 프로세스의 안전 컴퓨팅 상태 조작하기

#include <linux/seccomp.h>
#include <linux/filter.h>
#include <linux/audit.h>
#include <linux/signal.h>
#include <sys/ptrace.h>

int seccomp(unsigned int operation, unsigned int flags, void *args);

seccomp() 시스템 호출은 호출 프로세스의 안전 컴퓨팅(Secure Computing; seccomp) 상태를 조작한다.

현재 리눅스는 다음 operation 값들을 지원한다.

SECCOMP_SET_MODE_STRICT

호출 스레드에게 허용되는 시스템 호출이 read(2), write(2), _exit(2) (exit_group(2)은 안 됨), sigreturn(2)뿐이다. 다른 시스템 호출은 SIGKILL 시그널 전달을 일으킨다. 엄격한 안전 컴퓨팅 모드는 파이프나 소켓 등을 읽어서 얻은 비신뢰 바이트 코드를 실행해야 하는 계산 위주 응용에 유용하다.

참고로 호출 스레드에서 더 이상 sigprocmask(2)를 호출할 수 없기는 하지만 sigreturn(2)을 이용해 SIGKILL과 SIGSTOP을 제외한 모든 시그널들을 차단할 수 있다. 따라서 (예를 들어) 프로세스의 실행 시간을 제약하는 데 alarm(2)으로는 충분치 않다. 확실하게 프로세스를 끝내려면 대신 SIGKILL을 사용해야 한다. timer_create(2)을 SIGEV_SIGNAL로 하고 sigev_signo를 SIGKILL로 설정해서 사용하거나 setrlimit(2)를 이용해 RLIMIT_CPU에 경성 제한을 설정하면 된다.

이 동작은 커널 구성에 CONFIG_SECCOMP가 켜져 있는 경우에만 사용 가능하다.

flags의 값이 0이어야 하고 args가 NULL이어야 한다.

이 동작은 다음 호출과 기능적으로 동일하다.

prctl(PR_SET_SECCOMP, SECCOMP_MODE_STRICT);

SECCOMP_SET_MODE_FILTER

args를 통해 전달하는 버클리 패킷 필터(BPF) 포인터가 허용 시스템 호출을 규정한다. 이 인자는 struct sock_fprog에 대한 포인터이다. 임의의 시스템 호출 및 시스템 호출 인자를 걸러내도록 설계할 수 있다. 필터가 유효하지 않으면 seccomp()가 실패하며 errno로 EINVAL을 반환한다.

필터에서 fork(2)나 clone(2)을 허용하는 경우 자식 프로세스들은 부모와 같은 시스템 호출 필터의 제약을 받게 된다. execve(2)가 허용되는 경우 execve(2) 호출을 거치면서 기존 필터가 보존된다.

SECCOMP_SET_MODE_FILTER 동작을 사용하기 위해선 호출 스레드가 자기 네임스페이스에서 CAP_SYS_ADMIN 역능을 가지고 있어야 한다. 아니면 스레드에 이미 no_new_privs 비트가 설정되어 있어야 하는데, 스레드 선조가 그 비트를 이미 설정하지 않았다면 스레드에서 다음 호출을 해야 한다.

prctl(PR_SET_NO_NEW_PRIVS, 1);

그렇지 않으면 SECCOMP_SET_MODE_FILTER 동작이 실패하며 errno로 EACCES를 반환한다. 이 요구 사항은 비특권 프로세스가 악의적 필터를 적용한 후 execve(2)를 이용해 set-user-ID 내지 기타 특권 프로그램을 호출해서 그 프로그램을 탈취할 가능성을 막는다. (예를 들어 setuid(2)로 호출자의 사용자 ID를 0 아닌 값으로 설정하려는 시도를 악의적 필터가 실제 시스템 호출 실행 없이 0을 반환하게 만들 수 있을 것이다. 그래서 어떤 환경에서 프로그램을 속여서 수퍼유저 특권을 유지하게 하고 위험한 동작을 유도하는 것이 가능할 수도 있다.)

붙인 필터에서 prctl(2)이나 seccomp()를 허용하는 경우 필터를 더 추가할 수도 있다. 평가 시간이 늘어나겠지만 이를 통해 스레드 실행 중에 공격 면적을 더 줄일 수 있다.

SECCOMP_SET_MODE_FILTER 동작은 커널 구성에 CONFIG_SECCOMP_FILTER가 켜져 있는 경우에만 사용 가능하다.

flags가 0이면 이 동작은 다음 호출과 기능적으로 동일하다.

prctl(PR_SET_SECCOMP, SECCOMP_MODE_FILTER, args);

인식하는 flags는 다음과 같다.

SECCOMP_FILTER_FLAG_TSYNC

새 필터를 추가할 때 호출 프로세스의 다른 스레드 모두를 같은 seccomp 필터 트리로 동기화시킨다. "필터 트리"란 스레드에 붙인 필터들의 순서 있는 목록이다. (동일 필터를 별개의 seccomp() 호출로 붙인 결과는 이 관점에서 서로 다른 필터이다.)

한 스레드라도 같은 필터 트리로 동기화할 수 없으면 호출이 새 seccomp 필터를 붙이지 않고 실패하며 동기화할 수 없는 첫 번째 스레드의 ID를 반환한다. 동일 프로세스의 다른 스레드가 SECCOMP_MODE_STRICT 모드이거나 자체적으로 새 seccomp 필터를 붙여서 호출 스레드의 필터 트리에서 벗어나 있는 경우에 동기화가 실패하게 된다.

SECCOMP_FILTER_FLAG_LOG (리눅스 4.14부터)

SECCOMP_RET_ALLOW를 제외한 모든 필터 반환 행위들을 기록해야 한다. 관리자가 /proc/sys/kernel/seccomp/actions_logged 파일을 통해 개별 행위의 로그 기록을 막아서 이 플래그를 무시하게 할 수도 있다.

SECCOMP_GET_ACTION_AVAIL (리눅스 4.17부터)

추측성 저장 우회(Speculative Store Bypass) 완화를 끈다.

SECCOMP_GET_ACTION_AVAIL (리눅스 4.14부터)

어떤 행위를 커널이 지원하는지 검사한다. 최근에 추가된 필터 반환 행위를 커널이 알고 있는지 확인하는 데 도움이 된다. 커널에서는 알지 못하는 행위를 모두 SECCOMP_RET_KILL_PROCESS로 처리한다.

flags 값이 0이어야 하고 args가 부호 없는 32비트 필터 반환 행위에 대한 포인터여야 한다.

SECCOMP_SET_MODE_FILTER를 통해 필터를 추가할 때 args가 필터 프로그램을 가리킨다.

struct sock_fprog {
    unsigned short     len;     /* BPF 인스트럭션 개수 */
    struct sock_filter *filter; /* BPF 인스트럭션들의
                                   배열에 대한 포인터 */
};

각 프로그램은 한 개 이상의 BPF 인스트럭션을 담고 있어야 한다.

struct sock_filter {            /* 필터 블록 */
    __u16 code;                 /* 실제 필터 코드 */
    __u8  jt;                   /* 참 점프 */
    __u8  jf;                   /* 거짓 점프 */
    __u32 k;                    /* 범용 다용도 필드 */
};

그 인스트럭션들을 실행할 때 BPF 프로그램은 다음 형태의 (읽기 전용) 버퍼로 준비된 시스템 호출 정보에 대해 (BPF_ABS 주소 지정 모드를 사용해) 동작한다.

struct seccomp_data {
    int   nr;                   /* 시스템 호출 번호 */
    __u32 arch;                 /* AUDIT_ARCH_* 값
                                   (<linux/audit.h> 참고) */
    __u64 instruction_pointer;  /* CPU 인스트럭션 포인터 */
    __u64 args[6];              /* 6개까지의 시스템 호출 인자 */
};

아키텍처에 따라 시스템 호출 번호가 다르고 일부 아키텍처(가령 x86-64)에서는 사용자 코드가 여러 아키텍처의 호출 규약을 사용할 수 있기 때문에 (그리고 프로세스에서 execve(2)를 이용해 다른 규약을 쓰는 바이너리를 실행하는 경우 도중에 사용 규약이 달라질 수도 있기 때문에) 일반적으로 arch 필드의 값을 검사할 필요가 있다.

가능하면 화이트리스트 방식을 사용하기를 강력히 권한다. 그 방식이 더 견고하고 단순하기 때문이다. 블랙리스트는 위험할 수 있는 시스템 호출이 (또는 위험한 플래그나 옵션이) 추가될 때마다 갱신해 주어야 하며, 어떤 값의 표현 방식을 의미 변경 없이 바꿔서 블랙리스트 우회로 이어질 수 있는 경우가 많다. 아래의 경고 절도 참고하라.

arch 필드가 호출 규약 모두에서 유일하지 않다. x86-64 ABI와 x32 ABI는 모두 arch 필드에 AUDIT_ARCH_X86_64를 사용하며 같은 프로세서 상에서 동작한다. 대신 시스템 호출 번호에 __X32_SYSCALL_BIT를 사용해 두 ABI를 구별한다.

즉, x86-64 ABI에 걸쳐 동작하는 seccomp 기반 시스템 호출 블랙리스트를 만들기 위해선 arch가 AUDIT_ARCH_X86_64와 같은지 확인해야 할 뿐 아니라 nr에 __X32_SYSCALL_BIT를 담은 시스템 호출을 모두 명시적으로 거부하기도 해야 한다.

instruction_pointer 필드는 시스템 호출을 수행한 기계어 인스트럭션의 주소를 알려 준다. /proc/[pid]/maps와 함께 사용해서 프로그램의 어떤 영역(매핑)에서 시스템 호출을 수행했는지 검사하는 데 쓸모가 있을 수도 있다. (프로그램들이 그런 검사를 무력화하는 걸 막으려면 아마 mmap(2) 및 mprotect(2) 시스템 호출을 봉쇄하는 게 좋을 것이다.)

args의 값들을 블랙리스트로 검사할 때는 인자들이 처리되기 전에, 하지만 seccomp 검사 후에 조용히 잘려나가는 경우가 많다는 것을 염두에 두어야 한다. 예를 들면 x86-64 커널에서 i386 ABI를 사용할 때 그런 경우가 발생한다. 커널은 보통 인자의 하위 32비트 위를 보지 않을 테지만 seccomp 데이터에는 전체 64비트 레지스터 값이 주어진다. 별로 놀랍지 않을 또 다른 예는 x86-64 ABI를 이용해 int 타입 인자를 받는 시스템 호출을 수행할 때이다. 인자 레지스터의 상위 절반이 시스템 호출에서는 무시되지만 seccomp 데이터에게는 보인다.

seccomp 필터는 두 부분으로 이뤄진 32비트 값을 반환한다. (상수 SECCOMP_RET_ACTION_FULL이 규정하는 마스크에 대응하는) 상위 16비트는 아래 나열된 "행위" 값들 중 하나를 담는다. (상수 SECCOMP_RET_DATA가 규정하는) 하위 16비트는 그 반환 값과 관련된 "데이터"이다.

여러 필터가 존재하는 경우 모두 실행하며 필터 트리에 추가한 순서 반대로 실행한다. 즉, 가장 최근 설치된 필터가 가장 먼저 실행된다. (참고로 이전 필터들 중 하나가 SECCOMP_RET_KILL을 반환했다 해도 모든 필터를 호출한다. 이렇게 하는 건 커널 코드를 단순하게 하고 흔치 않은 경우에 대한 검사를 피해서 필터 세트 실행 속도를 살짝 높이기 위해서이다.) 어떤 시스템 호출을 평가한 반환 값은 필터 전체 실행에서 반환된 것들 중 가장 높은 우선도의 가장 먼저 나온 행위 값(과 수반 데이터)이다.

seccomp 필터가 반환할 수 있는 행위 값들을 우선도 역순으로 나열하면 다음과 같다.

SECCOMP_RET_KILL_PROCESS (리눅스 4.14부터)

이 값은 프로세스가 코어 덤프와 함께 즉시 종료되게 한다. 시스템 호출은 실행되지 않는다. 아래의 SECCOMP_RET_KILL_THREAD와 달리 스레드 그룹의 모든 스레드가 종료된다. (스레드 그룹에 대한 논의는 clone(2)의 CLONE_THREAD 플래그 설명을 보라.)

SIGSYS 시그널에 의해 죽은 것처럼 프로세스를 종료시킨다. SIGSYS에 시그널 핸들러를 등록해 두어도 이 경우에는 그 핸들러를 무시하고 항상 프로세스를 종료시킨다. 이 프로세스를 (waitpid(2) 등으로) 기다리고 있는 부모 프로세스에게 반환되는 wstatus는 자식이 SIGSYS 시그널로 종료된 것처럼 표시된다.

SECCOMP_RET_KILL_THREAD (또는 SECCOMP_RET_KILL)

이 값은 시스템 호출을 한 스레드가 즉시 종료되게 한다. 시스템 호출은 실행되지 않는다. 같은 스레드 그룹의 다른 스레드들은 실행을 계속한다.

SIGSYS 시그널에 의해 죽은 것처럼 스레드를 종료시킨다. 위의 SECCOMP_RET_KILL_PROCESS 참고.

리눅스 4.11 전에는 이 방식으로 종료되는 프로세스가 코어 덤프를 유발하지 않았다. (signal(7)에는 SIGSYS의 기본 행위가 코어 덤프 하는 종료라고 적혀 있다.) 리눅스 4.11부터는 단일 스레드 프로세스가 이 방식으로 종료되면 코어를 덤프 한다.

리눅스 4.14에서 SECCOMP_RET_KILL_PROCESS가 추가되면서 두 행위를 명확히 구별할 수 있도록 SECCOMP_RET_KILL의 동의어로 SECCOMP_RET_KILL_THREAD가 추가되었다.

SECCOMP_RET_TRAP

이 값은 커널이 유발 프로세스에게 스레드 지향 SIGSYS 시그널을 보내게 한다. (시스템 호출은 실행되지 않는다.) siginfo_t 구조체(sigaction(2) 참고)의 시그널과 관련된 여러 필드들이 설정된다.

• si_signo가 SIGSYS를 담는다.

• si_call_addr이 시스템 호출 인스트럭션의 주소를 보여 준다.

• si_syscall과 si_arch가 어떤 시스템 호출이 시도됐는지 나타낸다.

• si_code가 SYS_SECCOMP를 담는다.

• si_errno가 필터 반환 값의 SECCOMP_RET_DATA 부분을 담는다.

프로그램 카운터는 시스템 호출이 이뤄진 것처럼 되어 있을 것이다. (즉, 프로그램 카운터가 시스템 호출 인스트럭션을 가리키지 않는다.) 반환 값 레지스터는 아키텍처별로 다른 값을 담는데, 실행 재개 시 그 시스템 호출에 적절한 어떤 값으로 설정한다. (이 아키텍처 의존성은 ENOSYS로 바꿔 버리면 어떤 유용한 정보를 덮어 쓸 수도 있을 것이기 때문이다.)

SECCOMP_RET_ERRNO

이 값은 시스템 호출을 실행하지 않고 필터 반환 값의 SECCOMP_RET_DATA 부분이 errno 값으로 사용자 공간으로 전달되게 한다.

SECCOMP_RET_TRACE

반환 시 이 값은 시스템 호출 실행 전에 커널이 ptrace(2) 기반 추적자에게 알림을 시도하게 한다. 추적자가 없으면 시스템 호출을 실행하지 않고 errno를 ENOSYS로 설정해서 실패 상태를 반환한다.

추적자가 ptrace(PTRACE_SETOPTIONS)를 이용해 PTRACE_O_TRACESECCOMP를 요청하면 알림을 받게 된다. PTRACE_EVENT_SECCOMP로 알림을 받게 되며 추적자에서 PTRACE_GETEVENTMSG로 필터 반환 값을 사용할 수 있다.

추적자에서 시스템 호출 번호를 -1로 바꿔서 그 시스템 호출을 건너뛸 수 있다. 또는 추적자에서 시스템 호출을 유효한 시스템 호출 번호로 바꿔서 요청된 시스템 호출을 바꿀 수 있다. 시스템 호출을 건너뛰는 경우 추적자가 반환 값 레지스터에 넣은 값을 그 시스템 호출이 반환하는 것처럼 보이게 된다.

커널 4.8 전에서, 추적자에게 알림을 준 후에는 seccomp 검사를 다시 실행하지 않는다. (따라서 이전 커널에서 seccomp 기반 샌드박스에서는 극히 주의하지 않는 한 ptrace(2) 사용을, 설령 다른 샌드박스 된 프로세스에서라 해도, 절대 허용해서는 안 된다. ptrace 사용 프로세스가 이 메커니즘을 이용해 seccomp 샌드박스에서 탈출할 수 있다.)

SECCOMP_RET_LOG (리눅스 4.14부터)

이 값은 필터 반환 행위를 로그로 기록한 후 시스템 호출이 실행되게 한다. 관리자가 /proc/sys/kernel/seccomp/actions_logged 파일을 통해 이 행위의 기록 동작을 무시하게 할 수도 있다.

SECCOMP_RET_ALLOW

이 값은 시스템 호출이 실행되게 한다.

위와 다른 행위 값을 지정하는 경우에는 필터 행위를 SECCOMP_RET_KILL_PROCESS(리눅스 4.14부터)나 SECCOMP_RET_KILL_THREAD(리눅스 4.13까지)로 처리한다.

/proc/sys/kernel/seccomp 디렉터리 내의 파일들이 seccomp 정보 및 설정 인터페이스를 추가로 제공한다.

actions_avail (리눅스 4.14부터)

seccomp 필터 반환 행위들의 문자열 형태로 된 읽기 전용 순서 있는 목록이다. 왼쪽에서 오른쪽으로의 순서가 우선도가 내려가는 순서이다. 커널이 지원하는 seccomp 필터 반환 행위들의 집합을 나타낸다.

actions_logged (리눅스 4.14부터)

로그 기록이 허용되는 seccomp 필터 반환 행위들의 읽기-쓰기 순서 있는 목록이다. 파일에 쓸 때 순서를 지킬 필요가 없으며, 그래도 파일을 읽을 때는 actions_avail 파일과 같은 순서가 된다.

어떤 태스크를 감사(audit)하도록 감사 서브시스템이 구성되어 있을 때 actions_logged 값이 특정 필터 반환 행위들이 기록되는 것을 막지 않는다는 점에 유의해야 한다. actions_logged 파일에 행위가 없는 경우 그 태스크에 대한 행위를 감사할지 여부에 대한 최종 결정은 감사 서브시스템이 SECCOMP_RET_ALLOW 외 모든 필터 반환 행위들에 대해 어떻게 할지 내리는 판단에 달려 있다.

actions_logged 파일에서 문자열 "allow"는 받아들이지 않는다. SECCOMP_RET_ALLOW 행위를 기록하는 것은 불가능하기 때문이다. 파일에 "allow"를 쓰려고 하면 EINVAL 오류로 실패한다.

리눅스 4.14부터 커널은 seccomp 필터가 반환하는 행위를 감사 로그에 기록하는 장치를 제공한다. 커널은 행위의 종류, actions_logged 파일에 그 행위가 있는지 여부, 커널 감사가 (가령 커널 부트 옵션 audit=1을 통해) 켜져 있는지 여부에 따라서 행위를 기록할지를 판단한다. 규칙은 다음과 같다.

• 행위가 SECCOMP_RET_ALLOW이면 그 행위를 기록하지 않는다.

• 그 외 경우에, 행위가 SECCOMP_RET_KILL_PROCESS나 SECCOMP_RET_KILL_THREAD이며 행위가 actions_logged 파일에 등장하면 그 행위를 기록한다.

• 그 외 경우에, 필터에서 기록을 요청했으며 (SECCOMP_FILTER_FLAG_LOG 플래그) 행위가 actions_logged 파일에 등장하면 그 행위를 기록한다.

• 그 외 경우에, 커널 감사 기능이 켜져 있으며 프로세스를 감사하는 중이면 (autrace(8)) 그 행위를 기록한다.

• 그 외 경우에는 그 행위를 기록하지 않는다.

성공 시 seccomp()는 0을 반환한다. 오류 시 SECCOMP_FILTER_FLAG_TSYNC를 사용했으면 반환 값은 동기화 실패를 유발한 스레드의 ID이다. (이 ID는 clone(2)이나 gettid(2)가 반환하는 종류의 커널 스레드 ID이다.) 다른 오류 시 -1을 반환하며 오류 원인을 나타내도록 errno를 설정한다.

seccomp()가 다음 이유로 실패할 수 있다.

EACCES

호출자가 자기 사용자 네임스페이스에서 CAP_SYS_ADMIN 역능을 가지고 있지 않으며 SECCOMP_SET_MODE_FILTER 사용 전에 no_new_privs를 설정하지 않았다.

EFAULT

args가 유효한 주소가 아니다.

EINVAL

알 수 없는 operation이거나 현재 커널 버전 내지 구성에서 지원하지 않는다.

EINVAL

지정한 flags가 해당 operation에서 유효하지 않다.

EINVAL

operation이 BPF_ABS를 포함하는데 지정한 오프셋이 32비트 경계에 정렬되어 있지 않거나 sizeof(struct seccomp_data)를 초과한다.

EINVAL

안전 컴퓨팅 모드를 이미 설정했으며 operation이 기존 설정과 다르다.

EINVAL

operation이 SECCOMP_SET_MODE_FILTER인데 args가 가리키는 필터가 유효하지 않거나 필터 프로그램 길이가 0이거나 BPF_MAXINSNS(4096)개 인스트럭션을 초과한다.

ENOMEM

메모리 부족.

ENOMEM

호출 스레드에 붙인 필터 프로그램들의 총 길이가 MAX_INSNS_PER_PATH(32768)개 인스트럭션을 넘게 된다. 참고로 이 제한을 계산할 때 기존 필터 프로그램 각각에는 4개 인스트럭션씩 오버헤드를 더한다.

EOPNOTSUPP

operation이 SECCOMP_GET_ACTION_AVAIL인데 args로 지정한 필터 반환 행위를 커널이 지원하지 않는다.

ESRCH

스레드 동기화 중에 다른 스레드 때문에 실패했는데 그 ID를 알아낼 수 없다.

리눅스 3.17에서 seccomp() 시스템 호출이 처음 등장했다.

seccomp() 시스템 호출은 비표준 리눅스 확장이다.

아래 예처럼 seccomp 필터를 직접 코딩 하는 대신 libseccomp 라이브러리를 이용할 수도 있다. seccomp 필터 생성을 위한 프론트엔드를 제공해 준다.

/proc/[pid]/status 파일의 Seccomp 필드를 통해 프로세스의 seccomp 모드를 볼 수 있다. proc(5) 참고.

seccomp()는 prctl(2) PR_SET_SECCOMP 동작이 제공하는 기능(flags를 지원하지 않음)의 상위집합을 제공한다.

리눅스 4.4부터 ptrace(2) PTRACE_SECCOMP_GET_FILTER 동작을 이용해 프로세스의 seccomp 필터를 얻어올 수 있다.

다음 아키텍처들에서 seccomp BPF 필터링 아키텍처 지원이 사용 가능하다.

• x86-64, i386, x32 (리눅스 3.5부터)
• ARM (리눅스 3.8부터)
• s390 (리눅스 3.8부터)
• MIPS (리눅스 3.16부터)
• ARM-64 (리눅스 3.19부터)
• PowerPC (리눅스 4.3부터)
• Tile (리눅스 4.3부터)
• PA-RISC (리눅스 4.6부터)

프로그램에 seccomp 필터를 적용할 때 고려해야 하는 다음과 같은 미묘한 사항들이 있다.

• 몇몇 전통적 시스템 호출은 여러 아키텍처 상에서 vdso(7)에 사용자 공간 구현이 있다. 유명한 예로 clock_gettime(2), gettimeofday(2), time(2) 등이 있다. 그런 아키텍처에서 이런 시스템 호출들에는 seccomp 필터의 효과가 없다. (하지만 vdso(7) 구현에서 진짜 시스템 호출로 후퇴할 수 있는 경우가 있어서 그때는 seccomp 필터가 시스템 호출을 보게 된다.)

• seccomp 필터링은 시스템 호출 번호를 기반으로 한다. 하지만 일반적으로 응용에서는 시스템 호출을 직접 부르는 대신 C 라이브러리 래퍼 함수를 호출하고, 그러면 거기서 시스템 호출을 부른다. 따라서 다음을 염두에 두어야 한다.

  • 몇몇 전통적 시스템 호출들의 glibc 래퍼에서 실제로는 커널의 다른 이름의 시스템 호출을 이용할 수 있다. 예를 들어 exit(2) 래퍼 함수가 실제로는 exit_group(2) 시스템 호출을 이용하고 fork(2) 래퍼 함수가 실제로는 clone(2)을 호출한다.

  • 아키텍처에서 제공하는 시스템 호출에 따라 래퍼 함수의 동작 방식이 달라질 수 있다. 다시 말해 같은 래퍼 함수가 다른 아키텍처에서 상이한 시스템 호출을 부를 수도 있다.

  • 마지막으로, glibc 버전에 따라 래퍼 함수의 동작 방식이 달라질 수 있다. 예를 들어 이전 버전에서 open(2)의 glibc 래퍼 함수는 같은 이름의 시스템 호출을 불렀지만 glibc 2.26부터는 모든 아키텍처에서 openat(2)을 호출하는 것으로 구현이 바뀌었다.

위 사항들의 결론은 필터에서 예상과 다른 시스템 호출을 걸러야 할 수도 있다는 것이다. 2부의 여러 매뉴얼 페이지에서 C 라이브러리/커널 차이라는 부절을 통해 래퍼 함수와 기반 시스템 호출의 차이에 대한 유용한 설명을 제공한다.

더불어 응용에서 수행해야 할 법한 적법한 동작에 대해 필터가 예상 외의 실패를 유발하여 seccomp 필터 적용이 응용에 버그를 유발할 위험도 있다. 아주 드물게 쓰이는 응용 코드 경로에서 그런 버그가 발생한다면 seccomp 필터 테스트 때 발견하기 어려울 수도 있다.

seccomp 필터에 한정된 다음과 같은 BPF 세부 사항이 있다.

• 크기 수식자 BPF_H와 BPF_B를 지원하지 않는다. 모든 연산은 (4바이트) 워드(BPF_W)를 적재하고 저장해야 한다.

• seccomp_data 버퍼 내용에 접근하려면 주소 지정 모드 수식자 BPF_ABS를 사용하면 된다.

• 주소 지정 모드 수식자 BPF_LEN이 즉시 모드 피연산자를 내놓으며 그 값은 seccomp_data 버퍼의 크기이다.

아래 프로그램은 4개 이상의 인자를 받는다. 처음 세 인자는 시스템 호출 번호, 숫자로 된 아키텍처 식별자, 오류 번호이다. 프로그램이 그 값들을 이용해 BPF 필터를 만들면 런타임에 다음 검사를 수행한다.

1. 프로그램이 지정한 아키텍처에서 돌고 있지 않으면 BPF 필터가 ENOSYS 오류로 시스템 호출이 실패하게 한다.

2. 프로그램이 지정한 번호의 시스템 호출을 실행하려고 하면 BPF 필터가 시스템 호출이 실패하게 하고 errno를 지정한 오류 번호로 설정한다.

나머지 명령행 인자들은 예시 프로그램이 execv(3)(시스템 호출 execve(2)를 사용하는 라이브러리 함수)를 이용해 실행을 시도할 프로그램 경로명과 추가 인자이다. 아래에 몇 가지 프로그램 실행 예가 있다.

먼저 현재 아키텍처(x86-64)를 표시하고 이 아키텍처에서 시스템 호출 번호를 찾는 셸 함수를 만든다.

$ uname -m
x86_64
$ syscall_nr() {
    cat /usr/src/linux/arch/x86/syscalls/syscall_64.tbl | \
    awk '$2 != "x32" && $3 == "'$1'" { print $1 }'
}

BPF 필터가 시스템 호출을 거부할 때 (위의 2번 경우) 명령행에서 지정한 오류 번호로 시스템 호출이 실패하게 한다. 이 실험에서는 오류 번호 99를 사용할 것이다.

$ errno 99
EADDRNOTAVAIL 99 Cannot assign requested address

다음 예에서는 whoami(1) 명령 실행을 시도한다. 하지만 BPF 필터가 execve(2) 시스템 호출을 거부하므로 명령이 실행조차 되지 않는다.

$ syscall_nr execve
59
$ ./a.out
Usage: ./a.out <syscall_nr> <arch> <errno> <prog> [<args>]
Hint for <arch>: AUDIT_ARCH_I386: 0x40000003
                 AUDIT_ARCH_X86_64: 0xC000003E
$ ./a.out 59 0xC000003E 99 /bin/whoami
execv: Cannot assign requested address

그 다음에는 BPF 필터가 write(2) 시스템 호출을 거부하여 whoami(1) 명령이 성공적으로 시작은 하지만 출력을 쓸 수 없게 한다.

$ syscall_nr write
1
$ ./a.out 1 0xC000003E 99 /bin/whoami

마지막 예에서는 BPF 필터가 whoami(1) 명령에서 쓰지 않는 시스템 호출을 거부한다. 명령이 성공적으로 실행되고 출력을 내놓는다.

$ syscall_nr preadv
295
$ ./a.out 295 0xC000003E 99 /bin/whoami
cecilia

#include <errno.h>
#include <stddef.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/audit.h>
#include <linux/filter.h>
#include <linux/seccomp.h>
#include <sys/prctl.h>

#define X32_SYSCALL_BIT 0x40000000

static int
install_filter(int syscall_nr, int t_arch, int f_errno)
{
    unsigned int upper_nr_limit = 0xffffffff;

    /* AUDIT_ARCH_X86_64가 일반 x86-64 ABI를 뜻한다고 상정
       (x32 ABI에서는 모든 시스템 호출의 'nr' 필드 30번 비트가
       설정되어 있고, 그래서 숫자 값이 >= X32_SYSCALL_BIT임) */
    if (t_arch == AUDIT_ARCH_X86_64)
        upper_nr_limit = X32_SYSCALL_BIT - 1;

    struct sock_filter filter[] = {
        /* [0] 'seccomp_data' 버퍼에서 누산기로 아키텍처 적재 */
        BPF_STMT(BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS,
                 (offsetof(struct seccomp_data, arch))),

        /* [1] 아키텍처가 't_arch'와 일치하지 않으면 5개 인스트럭션
               후로 점프 */
        BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K, t_arch, 0, 5),

        /* [2] 'seccomp_data' 버퍼에서 누산기로 시스템 호출 번호
               적재 */
        BPF_STMT(BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS,
                 (offsetof(struct seccomp_data, nr))),

        /* [3] ABI 확인 - x86-64에서 블랙리스트 방식으로 쓸 때만 필요.
               syscall 번호 재적재를 피하기 위해서 비트 마스크로
               검사하는 대신 BPF_JGT 사용. */
        BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K, upper_nr_limit, 3, 0),

        /* [4] 시스템 호출 번호가 'syscall_nr'과 일치하지 않으면
               1개 인스트럭션 후로 점프 */
        BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K, syscall_nr, 0, 1),

        /* [5] 아키텍처와 시스템 호출 일치: 시스템 호출을 실행하지
               말고 'errno'로 'f_errno' 반환 */
        BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K,
                 SECCOMP_RET_ERRNO | (f_errno & SECCOMP_RET_DATA)),

        /* [6] 시스템 호출 번호 불일치 점프 목적지: 다른 시스템 호출들
               허용 */
        BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, SECCOMP_RET_ALLOW),

        /* [7] 아키텍처 불일치 점프 목적지: 태스크 죽이기 */
        BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, SECCOMP_RET_KILL),
    };

    struct sock_fprog prog = {
        .len = (unsigned short) (sizeof(filter) / sizeof(filter[0])),
        .filter = filter,
    };

    if (seccomp(SECCOMP_SET_MODE_FILTER, 0, &prog)) {
        perror("seccomp");
        return 1;
    }

    return 0;
}

int
main(int argc, char **argv)
{
    if (argc < 5) {
        fprintf(stderr, "Usage: "
                "%s <syscall_nr> <arch> <errno> <prog> [<args>]\n"
                "Hint for <arch>: AUDIT_ARCH_I386: 0x%X\n"
                "                 AUDIT_ARCH_X86_64: 0x%X\n"
                "\n", argv[0], AUDIT_ARCH_I386, AUDIT_ARCH_X86_64);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (prctl(PR_SET_NO_NEW_PRIVS, 1, 0, 0, 0)) {
        perror("prctl");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (install_filter(strtol(argv[1], NULL, 0),
                       strtol(argv[2], NULL, 0),
                       strtol(argv[3], NULL, 0)))
        exit(EXIT_FAILURE);

    execv(argv[4], &argv[4]);
    perror("execv");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

bpfc(1), strace(1), bpf(2), prctl(2), ptrace(2), sigaction(2), proc(5), signal(7), socket(7)

libseccomp 라이브러리에서 온 여러 페이지들: scmp_sys_resolver(1), seccomp_init(3), seccomp_load(3), seccomp_rule_add(3), seccomp_export_bpf(3)

커널 소스 파일 Documentation/networking/filter.txt와 Documentation/userspace-api/seccomp_filter.rst (리눅스 4.13 전에선 Documentation/prctl/seccomp_filter.txt).

McCanne, S. and Jacobson, V. (1992) The BSD Packet Filter: A New Architecture for User-level Packet Capture, Proceedings of the USENIX Winter 1993 Conference (http://www.tcpdump.org/papers/bpf-usenix93.pdf)

2019-03-06